公路钢波纹管涵洞的研究与应用展望

公路钢波纹管涵洞的研究与应用展望
发布时间：2021-06-23T07:39:04.166Z 来源：《防护工程》2021年6期作者：熊正海[导读] 随着交通基础设施建设的飞速发展，钢波纹管涵在高速公路工程中的应用更加广泛。

本文对公路钢波纹管涵洞进行了分析探讨，仅供参考。

熊正海
成都华川公路建设集团有限公司四川省成都市青羊区 610031摘要：随着交通基础设施建设的飞速发展，钢波纹管涵在高速公路工程中的应用更加广泛。

本文对公路钢波纹管涵洞进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：镀锌钢波纹管涵洞；高速公路；施工
一、钢波纹管
钢筋砼盖板涵、拱涵作为最常用和经济的涵洞形式，优点有很多这里就不多说了，其主要的缺点是对基底的承载力要求较高。

就拿1孔2x2米的钢筋砼盖板涵来说，当涵洞顶填土高度等于12米时，整体式基础（配筋）的地基承载力要求为250KPa左右；当涵洞顶填土高度等于20米时，整体式基础（配筋）的地基承载力要求为400KPa左右；当涵洞顶填土高度等于32米时，整体式基础（配筋）的地基承载力要求为620KPa左右。

如果盖板涵的跨径增大，相应的地基承载力要求也会增大。

同等跨径的拱涵，地基承载力要求比盖板涵还高。

对于圆管涵和箱涵，当涵洞填土高度超过8米后，随着结构尺寸的增加，已变得非常不经济，这里就不讨论了。

钢波纹涵管也叫波纹管涵，是由碳钢板经冷成型加工而成的管壁带有波形截面的并且管体表面经耐腐蚀处理的金属管道状结构物，用来代替公路、铁路工程中的砼涵洞及小桥等。

具有一定柔性的高强度钢波纹管，不仅提高了适应地基与基础变形的能力，有效解决因地基基础不均匀沉降导致涵洞破坏的问题，而且波纹涵管涵洞由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力特性，轴向和径向同时承担因载荷引起的应力应变，可以更大程度上分散载荷的效应，更好地发挥钢结构的优势。

波纹管涵的工后营运、养护成本低，工程实际造价也低于同类跨径的桥梁、涵洞。

钢波纹涵管进出口也可按照边坡比例做成斜口，加工波纹管管径范围0.5～8m，管壁厚度为3mm～7mm，能够满足填土高度从0.5米到40米，适用范围非常广。

二、公路钢波纹管涵洞的研究与应用
1、基槽开挖
根据管涵的分布和实际地质情况，采用机械开挖和人工配合方法，用机械开挖采用1：0.5至1：1的放坡系数，开挖弃土保留一部分符合填土要求的土方回填使用其余土方外运；基槽开挖期间还将加强对其中线和边坡稳定标高的监控，以防止超欠挖和中线位移。

机械开挖至设计管底标高以上0.2m时，即停止机械作业，改用人工开挖至设计标高。

基槽施工完毕后，应检验的项目有：基槽的开挖尺寸、基底标高、放坡系数等有没有达到设计要求；基槽底的土质状况是否与设计要求一致；槽底是否有合规的排水条件等。

基底的标高在开挖时控制好，清除散落的土方及杂物。

有个别超挖的地方不能用松散土方直接回填，等基底垫层施工时统一调平并夯实。

如波纹管涵基底属于挖方地段，其地基的承载力需达到0.18MPa及以上。

如属于填方地段，基底填土的压实度需达到92%及以上。

2、两侧与顶部回填
按照基础换填的方法，对0.5～2m的部分进行回填，顶部采用路基填筑材料。

在对楔形处进行回填时，应确保密实度合格，也可采用C15混凝土浇筑成管座。

每15cm的高度做好标识，便于填高；压实度要求≥96%，每层的单侧不超过50m2为一个检验批，压实度全合格后方可进行下一层填筑，两侧同步、对称回填，两侧回填高差≤30㎝；管涵两侧各至少25m范围内不得有强夯作业。

对管涵两端仔细检查，将其内积水、杂物等清理干净，若板与板之间有缝隙，则应填塞紧密，并在内部涂抹脱模剂。

在混凝土浇筑过程中，自由倾落的高度要控制在2m以内，否则容易导致离析。

与管身相距50cm的范围内采用小型机械夯实，以免管涵受到大型机械撞击；与管体相距0.5m的范围内，禁用超过50mm的石块或者其他硬物。

该项目的钢波纹管涵洞都没有设置挡墙，由中心向两端回填，最终截面的尺寸与组装尺寸相比差异≤2%，若出现严重变形，应立即停止一切相关工序，查找原因，并采取有效措施使不当之恢复正常。

3、压实施工
①结构附近应采用小型机械夯实，管底下方楔形部粗砂层采取“水密法”震荡器振实。

②管涵两侧回填采用普通振动压路机压实，压实度应不小于96％。

③当管涵上方回填土厚度小于50cm时采用人工夯实；当回填土厚度在50cm～100cm之间时采用手扶振动压路机或小于6t 的静碾压路机进行压实，压实度不小于96％；当管涵顶填土大于100cm后，可采用12t振动压路机压实，每层厚度为20cm，压实度不小于96％。

4、涵管拼装连接重点控制要点
（1）波纹钢板运到施工现场后，逐块检查其完整性，安装时，拼接处必需清理干净，保证拼缝搭接紧密。

（2）为了确保施工安全，波纹管拼装平台采取搭设盘扣支架。

（3）管涵所受土压力一般中间大，两头小，所以管涵往往中间的沉降大于两侧，导致管内积水甚至无法排水，因此管体设置了0.8%管长的预拱度，以确保管道中部不出现凹陷或逆坡。

（4）外圈搭接处螺栓拧紧并符合要求后，为防止波形钢板板缝和螺栓孔处渗水，在钢板连接处和螺栓孔处采用专用密封材料密封，以防波纹板连接处渗水。

（5）安装完毕后，在管内外均匀涂刷两道热沥青，沥青涂层的总厚度为1mm。

5、钢波纹管涵洞常见通病
（1）基础不均匀沉降导致管体受力不均而产生变形甚至开裂，因此在基础处理时应根据不同地质条件及施工环境，选择合适的结构形式及基础处理方式。

（2）管体回填材料局部有大石块，导致局部管体局部有硬割伤或凸起，因此对管体特别夯实区的回填材料选择必须严格筛选，填料粒径不大于30mm。

（3）两侧不对称回填导致鸭蛋圆，严重的导致塌垮，因此涵管两侧应同步对称进行填筑，两侧的回填土高差不大于30cm。

（4）两侧填土不密实，导致变形过大，因此填筑时应按标注线每20cm进行分层填筑、分层碾压，压实度达到95%方后进行下层填筑。

结束语
钢波纹管涵洞与普通的桥涵相比，钢波纹管涵洞具有柔性、强度高的特点，可以较好适应地基与基础变形，亦能较好解决寒冷地区温度低而产生的普通涵洞中混凝土等因冻害产生的地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题。

而且钢波纹管涵具有卓越的路用性能，对地基要求低、不需要大型施工设备、能快速安装、大大缩短工期、工程造价比桥梁、其他普通涵洞的造价低等优点。

参考文献：
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